矿井提升机PLC智能控制系统研究.pdf

Co a l Mi n i n g Te c h n o l o g y 矿井提升机 P L C智能控制系统研究 李 智 萍乡矿业集团巨源煤业有限责任公司 【 摘要 】 矿井提升机作为材料和人 员的运输工具，是矿井生 产必不 可少的机 械设备 。本 文对 P L C 控制 系统的组成做 了简要分 析 ，并详细介绍了 P L C控制 系统的基本工作回路与线路动作。 【 关键词 】 矿井生产；提升机；P L C 控制系统 引言 目前 ，在采矿过程 中，矿井提升机是 重要的大型设备之一，它 结合 机、电、液等众多技术为一体 ，在煤矿 生产 中起着运 输煤 炭、 物资以及升降设备人员的重要作用。升降机运行是否安全可靠，关 系着整个矿井的生产能力以及生产安全。提升机的传统控制方式主 要是利用继 电器和接触器等进行控制 ，由于传动 系统复杂 ，提升机 处于负荷 运转中，运行 不稳，可维护性 比较差，容易产生安全事故， 不利于采矿企业 的长久发展 。为 了增 强提升 机的安全可靠性， 目前 许多公司都已经 引进了 P L C智能控制系统。P L C控制系统的控 制 比 较可靠，调速平滑 ，而且可视化 的程度 高，从而保证了提升机的安 全 可靠。下面对 提升机 P L C控制系统进行介绍。 1 P L C 控制 系统的组成 矿井提升机 P L C控制系统主要是由五部分构成第一是主电 路，一般包括电动机、制动系统等，实现提升机提升功能的主要电 路；第二是提升行程检测与显示 电路 ，可以对提 升机的实时位置进 行检 测并将主画面进行显示；第三是 主控 P L C 电路 ，主要实现 P L C 控制系统的 内部 电路 ；第 四是提升信 号电路 ，使 提升机能够顺利的 接 收启动或停车信号 ，实现提升机 的启停 ；第五 是提升速度检测， 对 提升机 的速度 进行实时检测 ，掌握提升机 的运行状态。 矿井提升机 P L C控制系统的结构 图如 图 1所示 ， P L C为控制主 站，从站包括数字深度指示系 统、直流调速 装置 系统 以及各部分的 信 号传输 系统等。 矿井提升机 P L C电控系统的硬件主要有以下部分 基本单元操作台 P L C ，基本单元主控 P L C ， 扩展单元 P L C ，显示器， 工控机，模拟量输入，模拟量输出 以及通讯模块等 。 图 1 P L C控 制系统 的结构 图 2 矿井提升机 PL C 控 制系统的应用 2 ． 1 P L C控制系统的工作原理 P L C控制系统工作过程可 以分为三个阶段 首先是输入采样阶 段，P L C以扫描方 式对用 户的程序进行读 取，获得输入状态和数据 ， 并将其存入相应 的存储单元 内；然后 是程序 执行阶段，对用户程序 进行执行 时，P L C对梯形 图进行扫描 的顺序是 从上到 下、从左到右 ， 扫描时按照顺序进行逻辑运算 ，得 到的运 算结果更新到系统存储 区 或输 出线圈中对应的状态 ，或者执行相应 的特殊 功能指令 ；最后是 输出刷新阶段，P L C控制系统对用户程序扫描完后会刷新所有的数 据，然后 经过输 出电路驱动相应的外置设备 ，在提升机 P L C控制系 统在中就 是对提升机的主 电机做出相应的动作 。 2 ． 2 P L C控制系统的基本工作 回路 在实际应用中， 矿井提升机的P L C电控系统主要包括六个回路 主回路、安全 回路、测速 回路 、控 制回路、辅助 回路和位置检测 回 路 。下面 对各个 回路的工作原理和主要作用进行叙述 。 主 回路可 以分为转子 回路和 定子回路，转子回路的主要作用是 对速度进行控制 以满足要求 ，该回路 主要 是按照电流、时间原则对 3 4 2 I 华东 科技 转子 的外接 电阻进 行分段 切除来 改变起 动机 的启 动和制动特 性。定 子回路的作用 是在提升机线路发生故障时起到保护的功能 安全回路的设定主要是用来保证工作的安全顺利进 行，其主要 有连锁和 线路 安全保护等 。 测速回路主要是对提升机的速度 进行实时测量，保证控 制系统 对速度的监控， 因为提升机的大部分时间都是以恒定的速度运行的， 测速 回路 能够有效监督提升机运行是否正常。 控制回路是整个 P L C控制 系统 比较重要的一个回路 ，工作原理 如图 2所示。它的作用是根据提升机工作状态的不同 以及安全保护 的设计 要求 ，相 应的对控 制系统的工作状态进行 调整 ，保证 必要的 保护 功能。 图 2 P L C控制工作原理图 辅助回路主要是保证液压油泵电源、P L C 电源等多种电源的正 常工作。 位置检测回路的主要作用是用来检测提升机的位置，能够实时 监控提升机 ，保证提升机运行 的正常生产 以及安全生产。 2 ． 3 P L C控制系统的线路动作 根据实际需要的不同， P L C 控制系统可以使矿井提升机进行不 同的运 行方 式，比如正常或者故障状态 下如何操作运 行。下面介绍 一 种常用的运行方式 ，即等待开车 ，爬行加速 运行，恒速运行 ，减 速运 行，爬 行停车 。 等待开车 首先，司机要做好开车前的准备工作，比如观察润 滑油的压力是否达到要求值，手柄是否在适当位置，在检查没有故 障之后 才能开车，否则需要维修人员进 行故障的排除，司机再复位 P L C的记忆数据 ，准备开车 。 爬行加速 。启动提升机后，缓慢推动控制器手柄，使提升机的 速度稳步提升。 恒速运行 。提升机速度达到需求速度时，保持恒定 ，控制线路 不发生变化。 减速运行 。当提升机停止前 ，需要进行减速 ，P L C控制系统会 提示司机进 入了减速阶段 ，此时司机可 以选择两种方式进行减速 第一是保持 电机通 电，缓慢的拉下控制器手柄，相当于减挡减速 ； 第二是断开 电源，提升机 失去动力源，会在惯性作用下缓慢减速， 相当于空挡滑行。 爬行停车 当需要停止提升机时，司机在观测提升机的位置之 后，把控制器手柄 回零，可 以实现停车 。 通过P L C 控制系统， 可以实现提升机的高精度控制， 操作灵活， 能及时排除故障，保证提升机 的正常运行 ，实现安全生产 。 3结语 从 目前的市场分析可知 ，煤矿工业仍是我 国的重要行业 ，该行 业用到的矿井提升机 的需求也会不断的增加 ，对提升机 的性能要求 也越来越高。而通过 P L C控制系统来控制提升机 ，可 以有效的解决 一 般提升机的缺点，提高提升机的性能，实现高精度控制 。 采用 P L C 逻辑控制器后 ，提升机的灵活性得到加强，故障能够得到及时有效 的排除 ，可维护性也得到提高 ，利于安全生产 。P L C控制系统 具有 进一步研究的意义。 参考文献 【 1 1 赵 占区． P L C 电控矿井提升机的应用与思考卟科技传播， 2 0 1 2 6 ．